JP2021064511A - 燃料電池システム - Google Patents

Abstract

【課題】燃料電池、モータジェネレータ、及び二次電池を備えた燃料電池システムにおいて、暖機運転時の動作に不具合を生じさせることなく、ＤＣＤＣコンバータを省略すること。【解決手段】燃料電池システム１０は、固体高分子形燃料電池（ＦＣ）１２と、二次電池（ＢＡＴ）１４と、ダイオード１６と、モータジェネレータ（ＭＧ）１８と、第１インバータ（第１ＩＮＶ）２０と、エアコンプレッサ（ＡＣＰ）２２と、第２インバータ（第２ＩＮＶ）２４と、ヒータ２６と、スイッチ（ＳＷ）２８と、制御装置と、ＦＣ１２と第１ＩＮＶ１８とを接続する第１回路３０と、ＢＡＴ２０と第２ＩＮＶ２４とを接続する第２回路３２と、第１回路３０と第２回路３２とを並列に接続する第３回路３４とを備え、ダイオード１４は第１回路３０に直列に接続され、ヒータ２６は第１ＩＮＶ１８と並列になるように第１回路３０に接続され、ＳＷ２８は第３回路３４に接続されている。【選択図】図１

Description

本発明は、燃料電池システムに関し、さらに詳しくは、モータジェネレータ、燃料電池及び二次電池を備え、かつ、燃料電池用ＤＣＤＣコンバータ及び二次電池用ＤＣＤＣコンバータを備えていない燃料電池システムに関する。

燃料電池を動力源とする車両は、一般に、
（ａ）電力を発生させる燃料電池（ＦＣ）と、
（ｂ）ＦＣで発生させた電力若しくは回生された電力を一時的に貯蔵し、又は貯蔵された電力を電力消費源に供給するための二次電池（ＢＡＴ）と、
（ｃ）ＦＣ又はＢＡＴから供給される電力を用いて回転軸を駆動し、又は、回転軸にかかる負荷を電力として回生するためのモータジェネレータ（ＭＧ）と、
（ｄ）ＦＣから供給される直流電力を昇圧する燃料電池用ＤＣＤＣコンバータと、
（ｅ）ＢＡＴから供給される直流電力を昇圧するＢＡＴ用ＤＣＤＣコンバータと、
（ｆ）燃料電池用ＤＣＤＣコンバータ及び／又はＢＡＴ用ＤＣＤＣコンバータで昇圧された直流電力を交流電力に変換し、ＭＧに供給するインバータ（ＩＮＶ）と
を備えている（例えば、特許文献１参照）。

ＦＣ、ＭＧ、及びＢＡＴを備えた燃料電池システムにおいて、従来、ＤＣＤＣコンバータは必要不可欠と考えられていた。ＢＡＴ用ＤＣＤＣコンバータが必要不可欠であるのは、ＢＡＴの電圧Ｖ_batに対して、ＩＮＶの電圧Ｖ_HをＭＧにとって効率の良い電圧に制御するためである。また、ＦＣ用ＤＣＤＣコンバータが必要不可欠であるのは、ＦＣのスタック枚数を減らし、低コスト化するためである。Ｖ_fcはスタック枚数に比例し、枚数が少ないとＶ_fcが低くなるが、Ｖ_fcが低くてもＤＣＤＣコンバータにより昇圧すれば、ＭＧへの電力供給が可能となる。しかしながら、従来の燃料電池システムにおいては、ＤＣＤＣコンバータの設置がシステムの体格増とコスト増の要因になっている。

一方、ＤＣＤＣコンバータを省略すると、燃料電池システムの小型化及び低コスト化が期待される。しかしながら、実際には、従来のシステムにおいてＤＣＤＣコンバータを省略すると、燃料電池システムの動作に幾つか問題が生じる。その一つが、氷点下始動時の動作点制御の不成立化である。そのため、ＤＣＤＣコンバータのない燃料電池システムが提案された例は、従来にはない。

特開２０１７−２２５２７１号公報

本発明が解決しようとする課題は、燃料電池、モータジェネレータ、及び二次電池を備えた燃料電池システムにおいて、氷点下始動を含む暖機運転時の動作に不具合を生じさせることなく、ＤＣＤＣコンバータを省略することにある。

上記課題を解決するために本発明に係る燃料電池システムは、以下の構成を備えている。
（１）前記燃料電池システムは、
電力を発生させるための固体高分子形燃料電池（ＦＣ）と、
前記ＦＣで発生させた電力若しくは回生時に得られる電力を一時的に貯蔵し、又は貯蔵された前記電力を電力消費源に供給するための二次電池（ＢＡＴ）と、
前記電力が前記ＦＣ側に逆流するのを防ぐためのダイオードと、
前記ＦＣ又は前記ＢＡＴから供給される電力を用いて回転軸を駆動し、又は、前記回転軸にかかる負荷を電力として回生するためのモータジェネレータ（ＭＧ）と、
前記ＦＣ又は前記ＢＡＴから供給される直流電力を交流電力に変換し、又は、前記回生時に得られる交流電力を直流電力に変換するための第１インバータ（第１ＩＮＶ）と、
前記ＦＣの運転時に空気を前記ＦＣに供給するためのエアコンプレッサ（ＡＣＰ）と、
前記ＢＡＴから供給される直流電力、前記ＦＣから供給される直流電力、又は、前記回生時に前記第１ＩＮＶを経由して前記ＭＧから供給される直流電力を交流電力に変換し、前記ＡＣＰに供給するための第２インバータ（第２ＩＮＶ）と、
前記ＦＣで得られる電力を用いて前記ＦＣ若しくは前記ＢＡＴを加熱し、又は、空調を行うためのヒータと、
前記ＢＡＴと前記ＦＣ及び／又は前記ＭＧとの接続及び遮断を行うためのスイッチ（ＳＷ）と、
前記燃料電池システムの動作を制御する制御装置と
を備えている。
（２）前記燃料電池システムは、
前記ＦＣと前記第１ＩＮＶとを接続する第１回路と、
前記ＢＡＴと前記第２ＩＮＶとを接続する第２回路と、
前記第１回路と前記第２回路とを並列に接続する第３回路と
を備え、
前記ダイオードは、前記第１回路に直列に接続され
前記ヒータは、前記第１ＩＮＶと並列になるように前記第１回路に接続され、
前記ＳＷは、前記第３回路に接続されている。

ＤＣＤＣコンバータのない燃料電池システムにおいて、暖機運転（氷点下始動を含む）する際には、まず、ＳＷを開にし、第１回路と第２回路を切り離す。次に、ＢＡＴを用いてＡＣＰを駆動し、ＡＣＰからＦＣに空気を供給しながら、ＦＣを低ストイキ比運転させる。これにより、ＦＣが自己発熱する。この時、ＦＣで生じた余剰電力はヒータに供給され、ＦＣの加熱、ＢＡＴの加熱、及び／又は、空調で消費される。そして、ＦＣの自己発熱、及びヒータの熱によりＦＣが温度上昇する毎に、ＦＣ温度に応じたストイキ比で運転する。その間、ＦＣ温度上昇に伴って、ＩＶ特性が暖機後のＩＶ特性に近づいていく。

所定時間経過後、ＦＣの水温Ｔ_fcが第１しきい値Ｔ_cを超えた時には、ＩＶ特性も上昇しており、ＢＡＴの電圧Ｖ_batと、第１ＩＮＶの電圧Ｖ_H又はＦＣの電圧Ｖ_fcとの差も第２しきい値ε以下になっている。そのため、Ｖ_batと、Ｖ_H又はＶ_fcとの差がε以下になった時には、ＳＷを閉にし、第１回路と第２回路を連結させる。これにより、ＤＣＤＣコンバータが無くても、暖機運転が可能となる。

本発明に係る燃料電池システムの模式図である。 暖機運転手段を実行するためのプログラムのフロー図である。 通常運転モードの制御フロー図である。 燃料電池のＩ−Ｖ特性の模式図である。 燃料電池の水温の上昇に応じてストイキ比を上昇させながら暖機運転を行う方法の模式図である。

以下、本発明の一実施の形態について詳細に説明する。
［１． 燃料電池システム］
図１に、本発明に係る燃料電池システムの模式図を示す。図１において、燃料電池システム１０は、固体高分子形燃料電池（ＦＣ）１２と、二次電池（ＢＡＴ）１４と、ダイオード１６と、モータジェネレータ（ＭＧ）１８と、第１インバータ（第１ＩＮＶ）２０と、エアコンプレッサ（ＡＣＰ）２２と、第２インバータ（第２ＩＮＶ）２４と、ヒータ２６と、スイッチ（ＳＷ）２８と、制御装置（図示せず）とを備えている。

さらに、燃料電池システム１０は、
ＦＣ１２と第１ＩＮＶ２０とを接続する第１回路３０と、
ＢＡＴ１４と第２ＩＮＶ２４とを接続する第２回路３２と、
第１回路３０と第２回路３２とを並列に接続する第３回路３４と
を備えている。

［１．１． 固体高分子形燃料電池（ＦＣ）］
ＦＣ１２は、燃料電池システム１０の主動力源であり、燃料電池システム１０を作動させるために必要な電力を発生させる。ＦＣ１２の構造は、特に限定されるものではなく、目的に応じて最適な構造を選択することができる。

［１．２． 二次電池（ＢＡＴ）］
ＢＡＴ１４は、ＦＣ１２で発生させた電力（余剰電力）、若しくは、回生時に得られる電力を一時的に貯蔵し、又は、貯蔵された電力を電力消費源に供給するためのものである。ＢＡＴ１４の構造は、特に限定されるものではなく、目的に応じて最適な構造を選択することができる。図１に示す燃料電池システム１０において、電力消費源は、ＭＧ１８、ＡＣＰ２２、ヒータ２６、図示しない制御装置などが該当する。

［１．３． ダイオード］
ダイオード１６は、電力がＦＣ１２側に逆流するのを防ぐためのものである。ダイオード１６は、第１回路３０に直列に接続されている。ダイオード１６の構造は、特に限定されるものではなく、目的に応じて最適な構造を選択することができる。
ＤＣＤＣコンバータを備えた燃料電池システムの場合、ＤＣＤＣコンバータは、電流の逆流を防止する機能も備えているので、ダイオードは不要である。一方、ＤＣＤＣコンバータのない燃料電池システム１０の場合、ダイオード１６を用いてＦＣ１２側への電流の逆流を防ぐ必要がある。

［１．４． モータジェネレータ（ＭＧ）］
ＭＧ１８は、ＦＣ１２又はＢＡＴ１４から供給される電力を用いて回転軸（図示せず）を駆動し、又は、回転軸にかかる負荷を電力として回生するためのものである。ＭＧ１８の構造は、特に限定されるものではなく、目的に応じて最適な構造を選択することができる。

［１．５． 第１インバータ（第１ＩＮＶ）］
第１ＩＮＶ２０は、ＦＣ１２又はＢＡＴ１４から供給される直流電力を交流電力に変換し、又は、回生時に得られる交流電力を直流電力に変換するためのものである。第１ＩＮＶ２０の構造は、特に限定されるものではなく、目的に応じて最適な構造を選択することができる。ＦＣ１２と第１ＩＮＶ２０とは、第１回路３０により接続されている。また、第１ＩＮＶ２０には、ＭＧ１８が接続されている。また、ＢＡＴ１４は、第３回路３４を介して第１ＩＮＶ２０に接続されている。

［１．６． エアコンプレッサ（ＡＣＰ）］
ＡＣＰ２２は、ＦＣ１２の運転時に空気をＦＣ１２に供給するためのものである。ＡＣＰ２２の構造は、特に限定されるものではなく、目的に応じて最適な構造を選択することができる。本発明に係る燃料電池システム１０において、ＳＷ２８が開いている時には、ＡＣＰ２２は、ＢＡＴ１４から供給される電力で駆動される。この点が、従来とは異なる。
なお、通常運転時は、ＡＣＰ２２は、ＦＣ１２又はＢＡＴ１４から供給される電力で駆動される。

［１．７． 第２インバータ（第２ＩＮＶ）］
第２ＩＮＶ２４は、ＢＡＴ１４から供給される直流電力、ＦＣ１２から供給される直流電力、又は、回生時に第１ＩＮＶ２０を経由してＭＧ１８から供給される直流電力を交流電力に変換し、ＡＣＰ２２に供給するためのものである。第２ＩＮＶ２４の構造は、特に限定されるものではなく、目的に応じて最適な構造を選択することができる。ＢＡＴ１４と第２ＩＮＶ２４とは、第２回路３２により接続されている。また、第２ＩＮＶ２４には、ＡＣＰ２２が接続されている。

［１．８． ヒータ］
ヒータ２６は、ＦＣ１２で得られる電力を用いてＦＣ１２若しくはＢＡＴ１４を加熱し、又は、空調を行うためのものである。ヒータ２６の構造は、特に限定されるものではなく、目的に応じて最適な構造を選択することができる。ヒータ２６は、第１ＩＮＶ２０と並列になるように第１回路３０に接続されている。

ＦＣ１２を暖機モードで運転する場合、低ストイキ比運転（低効率運転）を行い、ＦＣ１２を自己発熱させる。低ストイキ比運転を継続するためには、ＦＣ１２から得られる余剰電力を消費し続ける必要がある。この余剰電力をＭＧ１８で消費させることも考えられる。しかし、ＭＧ１８の電力消費はドライバーの操作に依存するため、低ストイキ比運転を安定して継続させるのが難しい。これに対し、ヒータ２６の電力消費は、通常、ドライバーの操作に依存しない。そのため、余剰電力をヒータ２６で消費させると、低ストイキ比運転を安定して継続することができる。

［１．９． スイッチ（ＳＷ）］
スイッチ（ＳＷ）２８は、ＢＡＴ１４とＦＣ１２及び／又はＭＧ１８との接続及び遮断を行うためのものである。本発明に係る燃料電池システム１０は、ＦＣ１２／第１ＩＮＶ２０間を繋ぐ第１回路３０と、ＢＡＴ１４／第２ＩＮＶ２４間を繋ぐ第２回路３２と、第１回路３０／第２回路３２を並列に接続する第３回路３４の３つの回路を備えている。ＳＷ２８は、第３回路３０に接続されている。

ＳＷ２８は、
（ａ）暖機運転時には第１回路３０と第２回路３２とを遮断する機能と、
（ｂ）ＦＣ１２の水温Ｔ_fcが通常運転が可能な温度に到達した時に、第３回路３４を介して第１回路３０と第２回路３２とを接続する機能と
を備えている。
ＳＷ２８の構造は、このような機能を奏するものである限りにおいて、特に限定されない。すなわち、ＳＷ２８は、機械的な動作により回路を開閉する機械スイッチであっても良く、あるいは、電子的に回路を開閉する電子スイッチであっても良い。

［１．１０． 制御装置］
制御装置（図示せず）は、燃料電池システム１０の動作を制御するためのものである。制御装置は、燃料電池システム１０の各部の一般的動作を制御する手段に加えて、暖機運転手段を備えているのが好ましい。

ここで、「暖機運転手段」とは、
（Ａ）ＦＣ１２の水温Ｔ_fcが第１しきい値Ｔ_c以下である時にＳＷ２８を開にし、第１回路３０と第２回路３２を切り離す手段Ａと、
（Ｂ）ＢＡＴ１４を用いてＡＣＰ２２を駆動し、Ｔ_fcが高くなるほどストイキ比が大きくなるように、Ｔ_fcに応じたストイキ比でＦＣ１２を低ストイキ比運転することによりＦＣ１２を自己発熱させる手段Ｂと、
（Ｃ）ＢＡＴ１４の電圧Ｖ_batと、第１ＩＮＶ２０の電圧Ｖ_H又はＦＣ１２の電圧Ｖ_fcとの差の絶対値が第２しきい値ε以下となるまで、低ストイキ比運転で得られた余剰電力をヒータ２６で消費させ、ヒータ２６を用いて、ＦＣ１２の加熱、ＢＡＴ１４の加熱、及び／又は、空調を行う手段Ｃと、
（Ｄ）|Ｖ_H−Ｖ_bat|≦ε、又は、|Ｖ_fc−Ｖ_bat|≦εになった時には、ＳＷ２８を閉にし、第１回路３０と前記第２回路３２を接続する手順Ｄと
を備えている手段をいう。
暖機運転手段の詳細については、後述する。

［２． 暖機運転手段］
図２に、暖機運転手段を実行するためのプログラムのフロー図を示す。
まず、ステップ１（以下、単に「Ｓ１」ともいう）において、ＦＣ１２の水温Ｔ_fcが第１しきい値Ｔ_c以下であるか否かが判断される。Ｔ_cの値は、特に限定されるものではなく、目的に応じて最適な値を選択することができる。Ｔ_fcがＴ_c以下でない場合（Ｓ１：ＮＯ）、そのまま通常運転モードに移行する。一方、Ｔ_fcがＴ_c以下である場合（Ｓ１：ＹＥＳ）、Ｓ２に進み、ＳＷ２８を開にする（手順Ａ）。これにより、第１回路３０と第２回路３２とが切り離される。

次に、Ｓ３に進む。Ｓ３では、ＢＡＴ１４を用いてＡＣＰ２２を駆動し、ＦＣ１２を低ストイキ比運転する（手順Ｂ）。これにより、ＦＣ１２が自己発熱する。この時、Ｔ_fcが高くなるほどストイキ比が大きくなるように、Ｔ_fcに応じたストイキ比でＦＣ１２を低ストイキ比運転する（図５参照）。

次に、Ｓ４に進む。Ｓ４では、ヒータ２６を用いて、ＦＣ１２の加熱、ＢＡＴ１４の加熱、及び／又は、空調を行うことにより、ヒータ２６を用いてＶ_Hを制御する。
次に、Ｓ５に進む。Ｓ５では、ＢＡＴ１４の電圧Ｖ_batと、第１ＩＮＶ２０の電圧Ｖ_H又はＦＣ１２の電圧Ｖ_fcとの差の絶対値が第２しきい値ε以下であるかが判断される。第２しきい値εの値は、特に限定されるものではなく、目的に応じて最適な値を選択することができる。電圧の差の絶対値がε以下でない場合（Ｓ５：ＮＯ）には、Ｓ３に戻る。そして、ＢＡＴ１４の電圧Ｖ_batと、第１ＩＮＶ２０の電圧Ｖ_H又はＦＣ１２の電圧Ｖ_fcとの差の絶対値が第２しきい値ε以下となるまで、低ストイキ比運転で得られた余剰電力をヒータ２６で消費させる（手順Ｃ）。

一方、｜Ｖ_H−Ｖ_bat|≦ε、又は、｜Ｖ_fc−Ｖ_bat|≦εになった時（Ｓ５：ＹＥＳ）には、Ｓ６に進む。Ｓ６では、ＳＷ２８を閉にし、第１回路３０と第２回路３２を接続する（手順Ｄ）。その後、Ｓ７に進み、通常運転モードに移行する。

図３に、通常運転モードの制御フロー図を示す。通常運転は、具体的には、以下のようにして行われる。すなわち、Ｓ７．１において、ＢＡＴ１４の充電率（ＳＯＣ）をＦＣ１２の発電量で制御する。具体的には、ＭＧ１８の消費電力や回生による電力変動をＢＡＴ１４で吸収する。それに応じてＳＯＣが変化するので、ＦＣ１２でＢＡＴ１４のＳＯＣを制御する。例えば、ＳＯＣがほぼＳＯＣ中心に維持されるように、ＦＣ１２の発電量を制御する。

次に、Ｓ７．２に進む。Ｓ７．２では、ヒータ２６でＦＣ１２の水温Ｔ_fcをＴ_c以上の所定の温度に制御する。これは、通常運転モードでも、外気温や負荷条件によって水温Ｔ_fcが低下し、Ｔ_c未満になることを防止するためである。
次に、Ｓ７．３に進む。Ｓ７．３では、通常運転を継続するか否かが判断される。継続する場合（Ｓ７．３：ＹＥＳ）には、Ｓ７．１に戻り、上述したＳ７．１〜Ｓ７．３の各ステップを繰り返す。一方、通常運転を停止させる場合（Ｓ７．３：ＮＯ）には、制御を終了させる。

［３． 作用］
図４に、燃料電池のＩ−Ｖ特性の模式図を示す。ＦＣ１２の通常運転時には、効率が最も高くなるように（換言すれば、電圧Ｖと電流Ｉの積が最大となるように）、ストイキ比が最適化される。一方、ストイキ比を下げると効率が低下し、ＦＣ１２が自己発熱する。暖機運転時にストイキ比を意図的に下げると、ＦＣ１２の自己発熱によってＦＣ１２の温度Ｔ_fcが上昇するので、暖機に要する時間を短縮することができる。

しかしながら、低ストイキ比運転時においても、電力が発生する。この電力を何等かの方法で消費しないと、暖機に適した低ストイキ比運転を継続することができない。この場合、ＭＧ１８を用いて余剰電力を消費することも考えられる。しかしながら、ＭＧ１８の電力消費はドライバーの操作に依存するので、暖機に適した低ストイキ比運転を継続するのが難しい。これに対し、ヒータ２６の電力消費は、基本的にはドライバーの操作に依存しない。そのため、余剰電力をヒータ２６で消費させると、暖機に適した低ストイキ比運転を継続するのが容易化する。

具体的には、ＤＣＤＣコンバータのない燃料電池システム１０において、暖機運転（氷点下始動を含む）する際には、まず、ＳＷ２８を開にし、第１回路３０と第２回路３２を切り離す。次に、ＢＡＴ１４を用いてＡＣＰ２２を駆動し、ＡＣＰ２２からＦＣ１２に空気を供給しながら、ＦＣ１２を低ストイキ比運転させる。これにより、ＦＣ１２が自己発熱する。この時、ＦＣ１２で生じた余剰電力はヒータ２６に供給され、ＦＣ１２の加熱、ＢＡＴ１４の加熱、及び／又は、空調で消費される。
そして、図５に示すように、ＦＣ１２の自己発熱、及びヒータ２６の熱によりＦＣ１２が温度上昇する毎に、ＦＣ１２の温度に応じたストイキ比で運転する。その間、ＦＣ１２の温度上昇に伴って、ＩＶ特性が暖機後のＩＶ特性に近づいていく。

所定時間経過後、ＦＣ１２の水温Ｔ_fcが第１しきい値Ｔ_cを超えた時には、ＩＶ特性も上昇しており、ＢＡＴ１４の電圧Ｖ_batと、第１ＩＮＶ２０の電圧Ｖ_H又はＦＣ１２の電圧Ｖ_fcとの差も第２しきい値ε以下になっている。そのため、Ｖ_batと、Ｖ_H又はＶ_fcとの差がε以下になった時には、ＳＷ２８を閉にし、第１回路３０と第２回路３２を連結させる。これにより、ＤＣＤＣコンバータが無くても、暖機運転が可能となる。

以上、本発明の実施の形態について詳細に説明したが、本発明は上記実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の改変が可能である。

本発明に係る燃料電池システムは、燃料電池を備えたハイブリッド車両の動力源に用いることができる。

１０ 燃料電池システム
１２ 固体高分子形燃料電池（ＦＣ）
１４ 二次電池（ＢＡＴ）
１６ ダイオード
１８ モータジェネレータ（ＭＧ）
２０ 第１インバータ（第１ＩＮＶ）
２２ エアコンプレッサ（ＡＣＰ）
２４ 第２インバータ（第２ＩＮＶ）
２６ ヒータ
２８ スイッチ（ＳＷ）
３０ 第１回路
３２ 第２回路
３４ 第３回路

Claims (2)

1. 以下の構成を備えた燃料電池システム。
   （１）前記燃料電池システムは、
   電力を発生させるための固体高分子形燃料電池（ＦＣ）と、
   前記ＦＣで発生させた電力若しくは回生時に得られる電力を一時的に貯蔵し、又は貯蔵された前記電力を電力消費源に供給するための二次電池（ＢＡＴ）と、
   前記電力が前記ＦＣ側に逆流するのを防ぐためのダイオードと、
   前記ＦＣ又は前記ＢＡＴから供給される電力を用いて回転軸を駆動し、又は、前記回転軸にかかる負荷を電力として回生するためのモータジェネレータ（ＭＧ）と、
   前記ＦＣ又は前記ＢＡＴから供給される直流電力を交流電力に変換し、又は、前記回生時に得られる交流電力を直流電力に変換するための第１インバータ（第１ＩＮＶ）と、
   前記ＦＣの運転時に空気を前記ＦＣに供給するためのエアコンプレッサ（ＡＣＰ）と、
   前記ＢＡＴから供給される直流電力、前記ＦＣから供給される直流電力、又は、前記回生時に前記第１ＩＮＶを経由して前記ＭＧから供給される直流電力を交流電力に変換し、前記ＡＣＰに供給するための第２インバータ（第２ＩＮＶ）と、
   前記ＦＣで得られる電力を用いて前記ＦＣ若しくは前記ＢＡＴを加熱し、又は、空調を行うためのヒータと、
   前記ＢＡＴと前記ＦＣ及び／又は前記ＭＧとの接続及び遮断を行うためのスイッチ（ＳＷ）と、
   前記燃料電池システムの動作を制御する制御装置と
   を備えている。
   （２）前記燃料電池システムは、
   前記ＦＣと前記第１ＩＮＶとを接続する第１回路と、
   前記ＢＡＴと前記第２ＩＮＶとを接続する第２回路と、
   前記第１回路と前記第２回路とを並列に接続する第３回路と
   を備え、
   前記ダイオードは、前記第１回路に直列に接続され
   前記ヒータは、前記第１ＩＮＶと並列になるように前記第１回路に接続され、
   前記ＳＷは、前記第３回路に接続されている。
2. 前記制御装置は、暖機運転手段を備え、
   前記暖機運転手段は、
   （Ａ）前記ＦＣの水温Ｔ_fcが第１しきい値Ｔ_c以下である時に前記ＳＷを開にし、前記第１回路と前記第２回路を切り離す手段Ａと、
   （Ｂ）前記ＢＡＴを用いて前記ＡＣＰを駆動し、前記Ｔ_fcが高くなるほどストイキ比が大きくなるように、前記Ｔ_fcに応じた前記ストイキ比で前記ＦＣを低ストイキ比運転することにより前記ＦＣを自己発熱させる手段Ｂと、
   （Ｃ）前記ＢＡＴの電圧Ｖ_batと、前記第１ＩＮＶの電圧Ｖ_H又は前記ＦＣの電圧Ｖ_fcとの差の絶対値が第２しきい値ε以下となるまで、前記低ストイキ比運転で得られた余剰電力を前記ヒータで消費させ、前記ヒータを用いて、前記ＦＣの加熱、前記ＢＡＴの加熱、及び／又は、空調を行う手段Ｃと、
   （Ｄ）|Ｖ_H−Ｖ_bat|≦ε、又は、|Ｖ_fc−Ｖ_bat|≦εになった時には、前記ＳＷを閉にし、前記第１回路と前記第２回路を接続する手順Ｄと
   を備えている請求項１に記載の燃料電池システム。

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